KR20140078342A - Electric power generating appraratus of car using accelerated motion - Google Patents

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KR20140078342A
KR20140078342A KR1020120147608A KR20120147608A KR20140078342A KR 20140078342 A KR20140078342 A KR 20140078342A KR 1020120147608 A KR1020120147608 A KR 1020120147608A KR 20120147608 A KR20120147608 A KR 20120147608A KR 20140078342 A KR20140078342 A KR 20140078342A
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김남용
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콘티넨탈 오토모티브 시스템 주식회사
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Abstract

Disclosed is a power generating device for a vehicle using accelerated momentum, which is capable of improving the efficiency of power generation by generating power using energy utilized for braking or decelerating a vehicle. The power generating device according to the present invention is installed to be horizontal to the proceeding direction of the vehicle and controls electric energy to charge a battery by inducing the vibration of a magnet while braking, decelerating, and accelerating the vehicle. The power generating device is also characterized by including a housing unit which protects a system and which is fixated and installed on a certain position of the vehicle; a magnet which is embedded in the housing unit and which forms a magnetic field; a driving spring which applies an elastic force from the front and rear sides of the magnet to induce the vibration according to the proceeding direction of the vehicle; a power generating coil which is separately installed on the outer circumference of the magnet and which generates electric energy according to the movement to the magnet; and a PCB which converts the electricity generated by the power generating coil into DC power and controls the converted DC power to charge or discharge the battery. Therefore, the present invention drastically extends the service time of a tire pressure monitoring sensor (TPMS) by converting the accelerated momentum of the vehicle into electric energy and then utilizing the electric energy for power consumption of the TPMS, thereby improving the completeness of the system.

Description

가속 운동량을 이용한 차량의 발전장치{ELECTRIC POWER GENERATING APPRARATUS OF CAR USING ACCELERATED MOTION }TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a vehicle power generation apparatus using an accelerating momentum,

본 발명은 차량의 발전장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량의 제동 또는 감속에 따른 휠의 각속도 변화량을 이용하여 전력을 생산하고, 생산된 전력을 차량의 타이어 공기압 측정센서(TPMS:Tire Pressure Monitoring Sensor)의 전력을 사용할 수 있는 가속 운동량을 이용한 차량의 발전장치에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a power generation apparatus for a vehicle, and more particularly, to a power generation apparatus for a vehicle, The present invention relates to a vehicle power generation apparatus using an acceleration momentum capable of using electric power of a sensor.

일반적으로 자동차 타이어의 공기압이 너무 높거나 낮으면 타이어가 터지거나 차량이 쉽게 미끄러져 대형사고로 이어질 가능성이 있다. 또한 연료 소모량이 많아져 연비가 악화되고, 타이어 수명이 짧아질 뿐 아니라, 승차감과 제동력도 많이 떨어진다. 이러한 타이어의 결함을 막기 위해 차량에 장착하는 안전장치가 TPMS이다. 이는 타이어에 부착된 센서로 타이어의 압력과 온도를 감지한 뒤, 이 정보를 운전석으로 보내 운전자가 실시간으로 타이어의 압력 상태를 점검할 수 있게 설계되어 있다. 이 시스템을 이용하면 타이어의 내구성, 승차감, 제동력 향상은 물론, 연비도 높일 수 있고, 주행 중 차체가 심하게 흔들리는 것도 막을 수 있게 된다.In general, if the air pressure of a car tire is too high or low, the tire may burst or the vehicle may slip easily, leading to a major accident. In addition, the fuel consumption increases, fuel economy deteriorates, tire life is shortened, and ride comfort and braking power are greatly reduced. TPMS is a safety device mounted on a vehicle to prevent defects in such a tire. This is a sensor attached to the tire, which senses the pressure and temperature of the tire, and then sends this information to the driver's seat so that the driver can check the pressure of the tire in real time. This system not only improves tire durability, ride comfort, braking power, but also improves fuel economy and prevents the vehicle body from shaking severely while driving.

이 경우, 일반적으로는 타이어의 내부에 장착되어 타이어의 압력을 측정하여 무선으로 압력 및 기타 정보를 외부에 전송한다. 이와 같은 작업을 위해 전자 장치로 구성된 TPMS는 배터리의 탑재를 필요로 한다. 그러나 현재 배터리 수명의 한계에 의해 TPMS 연구에서는 내부에서 자가발전을 수행하는 새로운 구조의 TPMS가 요구되고 있다. 즉 타이어의 수명이 다하기 전에 배터리의 수명이 다함으로 배터리 수명에 따라 타이어 압력 모니터링 시스템의 수명이 결정된다.In this case, generally, it is mounted inside the tire to measure the pressure of the tire and wirelessly transmit pressure and other information to the outside. For this task, the TPMS consisting of electronic devices requires the mounting of batteries. However, due to the limitation of battery life at present, TPMS research requires a new structure TPMS that performs internal self-generation. That is, the life of the tire is shortened before the life of the tire is reached, and the life of the tire pressure monitoring system is determined according to the battery life.

전술한 TPMS 시스템으로 전력을 공급하기 위한 발전장치는 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다.The power generation apparatus for supplying power to the TPMS system will be described with reference to FIG.

먼저, 도시된 바와 같이 차량바퀴의 휠 회전력을 이용한 발전장치는 크게 원주상의 레일(1)과 레일(1)에 장착되는 본체(2)로 구성된다. 레일(1)은 차량바퀴의 휠의 축과 동심축을 형성하며 차량바퀴의 휠에 장착될 수 있도록 원주 상으로 형성되며 외측에는 레일측톱니(3)가 형성되고 원주상의 양측에 내측으로 함몰된 가이드홈(5)이 형성된다.First, as shown in the figure, a power generation apparatus using wheel torque of a vehicle wheel is mainly composed of a circumferential rail 1 and a main body 2 mounted on the rail 1. [ The rail 1 is formed in a circumferential shape so as to be concentric with the axle of a wheel of a vehicle wheel so as to be mounted on a wheel of a vehicle wheel and has a rail side tooth 3 formed on an outer side thereof, A guide groove 5 is formed.

본체(2)는, 공기압과 온도를 감지하는 회로부분과 이들 정보들을 무선으로 송출하여 주는 회로 부분들을 수용하는 기판이 내장된 무선송출장치가 장착되며 일측에 발전기가 장착된다. 발전기의 회전축에는 상기 레일측톱니(3)와 맞물림하는 발전기측톱니(4)가 형성된다. 본체(2)는 상기 레일(1)의 가이드홈(5)에 끼워지는 절곡된 구조의 메달림 발(6)이 양측에 형성된다. 메달림 발(6)에는 베어링 장착홀이 형성되며 베어링 장착홀에는 상기 레일(1)과의 마찰을 최소화하기 위한 구형베어링이 장착된다.The main body 2 is equipped with a wireless transmitting device having a circuit portion for sensing air pressure and temperature, and a substrate accommodating circuit portions for wirelessly transmitting the information, and a generator is mounted on one side. The generator-side teeth (4) engaging with the rail-side teeth (3) are formed on the rotary shaft of the generator. The main body 2 is formed on both sides with a medal rim foot 6 of a folded structure fitted in the guide groove 5 of the rail 1. [ A bearing mounting hole is formed in the medal rim foot 6, and a spherical bearing for minimizing the friction with the rail 1 is mounted in the bearing mounting hole.

이와 같이 차량바퀴의 휠 회전력을 이용한 발전장치는 차량바퀴의 휠 회전력을 이용한 발전장치는 레일(1)이 휠에 장착되어지기 전에, 메달림 발(6)의 절곡된 부분을 먼저 레일(1)의 가이드홈(5)에 끼워 넣어 본체(2)를 레일(1)에 장착한 다음 레일(1)을 휠(wheel)에 감아서 고정 장착한다.In the power generation apparatus using the wheel rotation force of the vehicle wheel, the power generation apparatus using the wheel rotation force of the vehicle wheel first applies the bent portion of the medal rim foot 6 to the rail 1 before the rail 1 is mounted on the wheel. The main body 2 is mounted on the rail 1 and then the rail 1 is wound around the wheel and fixedly mounted.

레일(1)에 본체(2)가 장착된 상태에서 레일(1)의 레일측톱니(3)와 발전기(7)의 발전기측톱니(4)는 서로 맞물린다. 자동차의 주행시 휠과 함께 레일(1)이 회전을 하며, 레일(1)이 회전을 하더라도 본체(2)는 중력에 의해 항상 레일(1)의 아래쪽 부분으로 미끄러진다. 레일(1)과 본체(2)의 마찰때문에 본체(2)는 회전방향으로 약간 쓸어올라 갈 수 있지만, 베어링 장착홀 네 개의 부분에 베어링이 각각 장착이 되어 있으므로 본체(2)의 메달림 발(6)과 레일(1)의 가이드홈(5) 사이의 마찰력이 감소하여 본체(2)는 아주 작은 범위에서만 레일(1)을 따라 약간 올라가는 정도가 된다.The rail side teeth 3 of the rail 1 and the generator side teeth 4 of the generator 7 are engaged with each other when the main body 2 is mounted on the rail 1. [ The main body 2 is always slid to the lower portion of the rail 1 by gravity even if the rail 1 rotates with the wheel when the automobile is running. The main body 2 can be slightly lifted up in the rotational direction owing to the friction between the rail 1 and the main body 2 but since the bearings are respectively mounted on the four bearing mounting holes, 6 and the guide groove 5 of the rail 1 is reduced so that the main body 2 is slightly raised along the rail 1 only in a very small range.

따라서 자동차가 주행을 하게 되면, 레일(1)의 레일측톱니(3)에 맞물려 있는 본체(2)의 발전기의 축에 고정되어 있는 발전기측톱니(4)가 회전을 하게 된다. 레일측톱니(3)와 발전기측톱니(4)는 상당한 기어비를 가지므로 자동차가 저속 주행 시에도 발전기의 분당회전속도는 매우 큰 값을 가지게 되며, 따라서 발전기에서 생산되는 전기량은, 통상적으로 타이어 내부에 있는 무선 송신기를 구동하기에는 충분하고도 남을 만큼의 전기량이 생산된다.Therefore, when the automobile travels, the generator-side teeth 4 fixed to the shaft of the generator of the main body 2 engaged with the rail-side teeth 3 of the rail 1 rotate. Since the rail-side teeth 3 and the generator-side teeth 4 have a considerable gear ratio, the rotational speed per minute of the generator is very large even when the vehicle is running at a low speed. Therefore, The amount of electricity that is sufficient to drive the wireless transmitter in the vehicle is produced.

그러나, 전술한 바와 같이 종래 발전장치는 차량의 휠에 장착된 레일의 레일측 톱니와 발전기측 톱니 간의 연동을 기반으로 발전을 수행하기 때문에, 타이어의 무게 중심이 변하게 된다. 이는 레일측 톱니와 발전기측 톱니 간 접촉되는 부분에 부하기 걸리고, 이러한 부하는 타이어의 균형을 매우 훼손함에 따라 주행 중의 차량 안정성이 보장되지 못하게 된다. 또한, 종래 발전장치는 차량의 휠에 연동하기 때문에 실질적으로 에너지 보존 법칙에 따라 차량의 운행 에너지를 낭비하는 결과를 초래하는 문제가 있다.
However, as described above, since the conventional power generation apparatus performs power generation based on interlocking between the rail-side teeth of the rails mounted on the wheels of the vehicle and the generator-side teeth, the center of gravity of the tire is changed. This results in a portion that is in contact with the rail-side teeth and the generator-side teeth, and this load greatly distorts the balance of the tire, so that the stability of the vehicle during driving can not be guaranteed. In addition, since the conventional power generation system is interlocked with the wheel of the vehicle, there is a problem that the running energy of the vehicle is wasted in accordance with the energy conservation law.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 차량 휠의 부하를 최소화하여, 별도의 물리적 에너지 사용을 억제함과 더불어, 차량의 제동 또는 감속 운행 시의 소진 에너지를 이용하여 발전할 수 있는 가속 운동량을 이용한 차량의 발전장치를 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above problems, and it is an object of the present invention to minimize the load of a vehicle wheel, thereby suppressing the use of additional physical energy, and to use exhausted energy during braking or decelerating operation of the vehicle The present invention provides a power generating device for a vehicle that uses an acceleration momentum that can be generated by a vehicle.

본 발명의 다른 목적은, 차량의 휠을 포함하는 임의의 위치에 장착되어 차량 감속 또는 증속 과정에서 전기적 에너지를 발생토록 함으로써, 설비의 편의성과 효율의 극대화를 유도할 수 있는 가속 운동량을 이용한 차량의 발전장치를 제공함에 있다.It is another object of the present invention to provide an electric vehicle which is mounted at an arbitrary position including a wheel of a vehicle so as to generate electric energy in a process of decelerating or accelerating the vehicle, Power generating device.

본 발명의 또 다른 목적은, 차량의 가속 운동량을 전기적 에너지로 변환시켜 타이어 공기압 측정센서(TPMS:Tire Pressure Monitoring Sensor)의 소비전력으로 사용하도록 함에 따라 타이어 공기압 측정센서의 사용 기간을 대폭 연장하여, 시스템의 완성도를 높일 수 있는 가속 운동량을 이용한 차량의 발전장치를 제공함에 있다.It is a further object of the present invention to provide a tire pressure monitoring system and a tire pressure monitoring method in which the acceleration energy of a vehicle is converted into electrical energy and used as a power consumption of a tire pressure monitoring sensor (TPMS) And to provide a vehicle power generation apparatus using an acceleration momentum capable of improving the completeness of the system.

본 발명의 또 다른 목적은, 발전장치와 타이어 공기압 측정센서(TPMS) 간의 전력 전달은 무선 전력송신 시스템을 적용함으로써, 전력 송신의 안전성과 효율성을 높일 수 있는 가속 운동량을 이용한 차량의 발전장치를 제공함에 있다.
Yet another object of the present invention is to provide a vehicle power generation apparatus using an acceleration momentum that can increase the safety and efficiency of power transmission by applying a wireless power transmission system between a power generation device and a tire air pressure measurement sensor (TPMS) .

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 관점에 따른 가속 운동량을 이용한 차량의 발전장치는, 차량의 가속 운동 시 전력을 생산하기 위한 발전장치에 있어서, 상기 발전장치는, 상기 차량의 진행방향과 수평하게 설치되고, 차량의 제동, 감속 및 가속 상태에서 마그네트의 진동을 유도함으로써 전기에너지를 충전 제어하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a power generation apparatus for generating electric power when accelerating a vehicle, the power generation apparatus comprising: And the electric energy is charged and controlled by inducing the vibration of the magnet in the braking, decelerating, and accelerating states of the vehicle.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 발전장치는, 시스템을 보호하고 차량의 임의의 위치에 고정 설치되기 위한 하우징; 상기 하우징에 내설되어 자기장을 형성하는 마그네트; 상기 마그네트의 전방 및 후방에서 탄성력을 가미하여 차량 진행방향에 따라 진동을 유도하기 위한 구동 스프링; 상기 마그네트의 외주부상으로 이격 설치되어 마그네트의 유동에 따라 전기에너지를 생성하는 발전코일; 및 상기 발전코일에서 생성된 전력을 직류 전원으로 변환하고, 이를 충전 배터리로 충방전 제어하는 피씨비(PCB)로 이루어진 것을 특징으로 한다.A power generating apparatus according to a preferred embodiment of the present invention includes: a housing for protecting a system and fixedly installed at an arbitrary position of a vehicle; A magnet disposed in the housing to form a magnetic field; A drive spring for applying a resilient force to the magnet in front of and behind the magnet and guiding the vibration along the traveling direction of the vehicle; A generator coil spaced apart from the outer periphery of the magnet to generate electric energy according to the flow of the magnet; And a PCB for converting power generated in the power generation coil into a DC power source and controlling charging and discharging of the DC power by a rechargeable battery.

또한 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 발전장치는 TPMS(Tire Pressure Monitoring Sensor)의 전력 공급용으로 사용되며, 발전된 전기 에너지를 무선 송출하기 위한 송신코일을 더 포함하고; 상기 피시비는 일정 시간 단위로 송신코일을 구동함으로써 전력을 송출 제어하는 회로를 더 포함하며; 상기 TPMS에는 무선 송출된 전력을 수신하기 위한 수신코일을 구비하고, 수신코일로부터 전이된 전력을 TMPS 전력으로 변환하기 위한 컨버터 회로를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Further, the power generation apparatus according to the preferred embodiment of the present invention is used for power supply of a TPMS (Tire Pressure Monitoring Sensor), and further includes a transmission coil for wirelessly delivering the generated electric energy; The apparatus further comprises a circuit for sending and controlling power by driving a transmission coil at a predetermined time unit; The TPMS includes a receiver circuit having a reception coil for receiving wirelessly transmitted power, and a converter circuit for converting the power transferred from the reception coil into TMPS power.

본 발명에서 제시하는 가속 운동량을 이용한 차량의 발전장치는, 차량 휠의 부하를 최소화하여, 별도의 물리적 에너지 사용을 억제함과 더불어, 차량의 제동 또는 감속 운행 시의 소진 에너지를 이용하여 발전하여 발전 효율을 높일 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명에서는 차량의 가속 운동량을 전기적 에너지로 변환시켜 타이어 공기압 측정센서(TPMS:Tire Pressure Monitoring Sensor)의 소비전력으로 사용하도록 함에 따라 타이어 공기압 측정센서의 사용 기간을 대폭 연장하여, 시스템의 완성도를 높일 수 있는 효과를 제공한다.
The vehicle power generation apparatus using the acceleration momentum proposed in the present invention minimizes the load on the vehicle wheel and suppresses the use of additional physical energy and generates power by using exhausted energy during braking or decelerating operation of the vehicle The efficiency can be increased. In addition, according to the present invention, since the amount of acceleration of the vehicle is converted into electrical energy and used as the power consumption of a tire pressure monitoring sensor (TPMS), the use period of the tire air pressure measurement sensor is greatly extended, The effect can be increased.

도 1은 종래 차량의 휠 회전력을 이용한 발전장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 발전장치의 설치 상태를 일 예로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 발전장치를 나타낸 분해 사시도이다.
도 4는 도 3의 회로를 나타낸 도면이다.1 is a view showing a power generation apparatus using wheel torque of a conventional vehicle.
2 is a view showing an example of the installed state of the power generation apparatus according to the present invention.
3 is an exploded perspective view showing a power generating apparatus according to the present invention.
Fig. 4 is a diagram showing the circuit of Fig. 3. Fig.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저, 본 발명에서의 발전장치는 차량의 운동 에너지의 일부를 전기 에너지로 변환 출력하는 것이나, 선행특허와 같이 발전장치의 동력을 생산하기 위해 발전장치가 부하로 작용하지 않도록 한다. 즉, 본 발명에 따른 발전장치는 미비한 하중 부하 이외에 부하 작용이 없도록 하는 것으로, 차량의 여타 장치와 연동하지 않고 차량의 가속 에너지에 의한 에너지 변화를 전기 에너지로 출력한다.First, the power generation device of the present invention converts part of the kinetic energy of the vehicle into electric energy, but prevents the power generation device from acting as a load to produce the power of the power generation device as in the prior patent. That is, the power generation apparatus according to the present invention prevents load operation other than an insufficient load load, and outputs energy change due to acceleration energy of the vehicle as electric energy without interlocking with other devices of the vehicle.

상기 발전장치는 차량의 가속 즉, 제동을 포함하는 감속, 가속 상태일 때 발전이 이루어지며, 발전된 전력은 TPMS의 소비 전력으로 사용된다. 발전장치는 차량에 가속 상태에서 발전함에 따라 설치 위치는 고정될 필요가 없다. 그러나, 본 발명에서 제시하는 발전장치의 전력을 TPMS로 무선으로 전달하기 위해서는 차량의 휠에 근접하도록 설치됨이 무선 전력을 송출하기에 유리할 것이다.The power generation apparatus generates power when the vehicle is accelerated, that is, in a deceleration or acceleration state including braking, and the generated power is used as the power consumption of the TPMS. As the power generation apparatus develops in the accelerated state in the vehicle, the installation position does not need to be fixed. However, in order to wirelessly transmit the power of the power generation apparatus according to the present invention to the TPMS, it is advantageous to transmit the wireless power because it is installed near the wheel of the vehicle.

도 2는 본 발명에 따른 발전장치의 설치 상태를 일 예로 나타낸 도면으로 차량의 현가장치에 설치됨을 보이고 있다. 그리고, 상기 발전장치는 차량의 임의의 위치에 다수 개 설치될 수 있으며, TPMS의 소비전력으로 사용할 경우에는 타이어 휠에 근접하도록 4 개가 개별 설치될 수 있을 것이다.FIG. 2 is a view showing an example of the installation state of the power generation apparatus according to the present invention, and it is shown that it is installed in a suspension of a vehicle. A plurality of the power generators may be installed at arbitrary positions of the vehicle, and when the power generator is used for power consumption of the TPMS, four power generators may be installed so as to be close to the tire wheel.

도시된 바와 같이, 차량용 일체 차축식 현가장치의 액슬 어셈블리의 구성은, 스템프 방식으로 제작된 액슬 하우징(211)과, 엔진의 회전동력을 전달하기 위한 차동기어 캐리어 어셈블리(213)와, 상기 액슬 하우징의 양단에 설치되어 상기 차동기어 캐리어 어셈블리(213)로부터의 회전동력을 바퀴로 전달하기 위한 휠허브드럼(215)과, 상기 액슬 하우징(211)의 양측 상부에 설치되어 차체의 진동을 완충시키기 위한 리프스프링(217)을 포함하여 이루어지며, 본 발명에 따른 발전장치(230)는 상기 리프스프링(217)의 상단에 체결되거나, 액슬하우징(211)의 하부에 설치되거나 상기 휠 허브드럼(215)의 근접 위치에 고정 설치된다.As shown in the figure, the configuration of the axle assembly of the integral axle suspension for a vehicle includes an axle housing 211 manufactured in a stamped manner, a differential gear carrier assembly 213 for transmitting rotational power of the engine, A wheel hub drum 215 installed at both ends of the axle housing 211 for transmitting rotational power from the differential gear carrier assembly 213 to the wheels, The power generating device 230 according to the present invention is coupled to the upper end of the leaf spring 217 or installed under the axle housing 211 or the wheel hub drum 215, As shown in Fig.

전술한 바와 같이, 상기 발전장치(230)의 설치 위치는 특정 위치로 고정될 필요성은 없으나, 본 발명의 발전장치(230)의 용도가 TPMS의 전력을 공급하기 위한 수단으로 적용될 경우, 휠 허브드럼(215)에 근접하여 설치됨이 바람직할 것이다. 반면, 상기 발전장치(230)에서 생성된 전력을 다른 용도 예컨대, 전기 자동차의 배터리 충전, 잠금장치로의 전력사용, 차량의 익스테리어용 램프 구동 등으로 적용할 경우에는 용도에 맞는 발전장치(230)의 설치 위치 변형은 당연할 것이다.As described above, the installation position of the power generator 230 does not need to be fixed to a specific position. However, when the use of the power generator 230 of the present invention is applied as a means for supplying power of the TPMS, It may be preferable to be installed in proximity to the base 215. On the other hand, when the electric power generated by the electric power generator 230 is applied to other purposes such as charging the battery of the electric vehicle, using the electric power to the lock device, driving the lamp for the exterior of the vehicle, The installation position of the transformer will be natural.

상기 발전장치(230)는 차량의 가속 상태인 제동, 감속, 가속 상태에서 발전이 이루어지기 때문에, 차량의 휠 부하를 형성하지 않는다. 차량의 휠 일부분에 부하가 가미될 경우, 차량의 안전감을 저해시킬 수 있기 때문이다. 도 3은 본 발명에 따른 발전장치(230)를 나타낸 분해 사시도이다.Since the power generation device 230 generates power in the braking, decelerating, and accelerating states of the vehicle, the wheel load of the vehicle is not formed. If a load is applied to a part of the wheel of the vehicle, the safety of the vehicle may be deteriorated. 3 is an exploded perspective view showing a power generation apparatus 230 according to the present invention.

도시된 바와 같이, 시스템을 보호하고 차량의 임의의 위치에 고정 설치되기 위한 하우징(301)과, 상기 하우징(301)에 내설되어 자기장을 형성하는 마그네트(311)와, 상기 마그네트(311)의 전방 및 후방에서 탄성력을 가미하여 차량 진행방향에 따라 진동을 유도하기 위한 구동 스프링(315)과, 상기 마그네트(311)의 외주부상으로 이격 설치되어 마그네트(311)의 유동에 따라 전기에너지를 생성하는 발전코일(313)과, 상기 발전코일(313)에서 생성된 전력을 직류 전원으로 변환하고, 이를 충전 배터리(343)로 충전 제어하는 피씨비(PCB:341)로 이루어진다.A housing 301 for protecting the system and fixedly installed at an arbitrary position of the vehicle; a magnet 311 disposed in the housing 301 to form a magnetic field; A driving spring 315 for applying a resilient force to the rear of the magnet 311 to induce vibration along the traveling direction of the vehicle 311 and a power generator 315 which is installed on the outer periphery of the magnet 311 and generates electric energy according to the flow of the magnet 311, A coil 313 and a PCB 341 for converting electric power generated from the power generation coil 313 into direct current power and charging and controlling it with a rechargeable battery 343.

여기서, 상기 발전장치(230)의 용도가 TPMS의 전력 공급용으로 사용하고자 할 경우에는, 도시된 바와 같이 발전된 전기 에너지를 무선 송출하기 위한 송신코일(321)을 더 포함할 수 있으며, 이때 상기 피시비(341)는 일정 시간 단위로 송신코일(321)을 구동함으로써 전력을 송출 제어하는 회로를 포함한다. 그리고, 상기 TPMS에는 무선 송출된 전력을 수신하기 위한 수신코일(미도시함)을 구비하고, 수신코일로부터 전이된 전력을 TMPS 전력으로 변환하기 위한 컨버터 회로를 포함할 것이다.Here, when the use of the power generation device 230 is intended to be used for power supply of the TPMS, the transmission coil 321 may further include a transmission coil 321 for wirelessly transmitting the generated electric energy, (341) includes a circuit for sending and controlling power by driving the transmission coil (321) on a predetermined time unit basis. In addition, the TPMS will include a receiving coil (not shown) for receiving the wirelessly transmitted power, and a converter circuit for converting the transferred power from the receiving coil into TMPS power.

상기 마그네트(311)는 원통형 기둥 또는 다각형 기둥구조로 성형됨이 바람직하며, 마그네트(311)의 자력은 그 용도에 따라 적절하게 설정될 수 있으며, 마그네트(311)의 자력에 대응하도록 발전코일(313)의 권취 수를 설정할 수 있을 것이다. 이는 발전장치(230)의 제조 단가를 격감시키기 위한 것으로, 사용 용도에 맞지 않게 불필요한 발전이 이루어지지 않도록 한다.The magnetic force of the magnet 311 may be appropriately set in accordance with the use of the magnet 311. The magnetic force of the magnet 311 may be appropriately set in accordance with the use of the magnet 311, The number of windings of the windmill can be set. This is to reduce the manufacturing cost of the power generating device 230, and unnecessary power generation is not performed in accordance with the intended use.

이와 같이 구성된 발전장치(230)는 하우징(301)의 내부에 마그네트(311)가 설치되고, 마그네트(311)의 양단에는 구동스프링(315)에 게재되며, 상기 구동스프링(315)은 하우징(301)의 내부 양측면에 지지된다. 따라서, 상기 마그네트(311)는 구동스프링(315)에 의해 지지되어, 하우징(301) 내부 공간의 중앙에 위치한다. 이로 인해, 상기 마그네트(311)는 차량의 가속에 따라 전후 방향으로 유동하게 되며, 차량의 등속 운행시에는 마그네트(311)의 유동이 작아진다.The power generating device 230 constructed as described above is provided with a magnet 311 inside the housing 301. Both ends of the magnet 311 are disposed on a drive spring 315 and the drive spring 315 is mounted on a housing 301 As shown in Fig. Therefore, the magnet 311 is supported by the driving spring 315, and is positioned at the center of the inner space of the housing 301. As a result, the magnet 311 flows in the forward and backward directions according to the acceleration of the vehicle, and the flow of the magnet 311 decreases at the constant speed of the vehicle.

상기 마그네트(311)는 원통 또는 다각형 기둥형태로 성형되고, 차량의 운행방향과 수평하게 마그네트(311)가 설치되기 때문에, 차량의 가속에 의한 마그네트(311)의 유동이 가능하게 된다. 예컨대, 차량이 급가속을 할 경우에는, 상기 마그네트(311)의 정지 관성에 의해 마그네트(311)의 후방에 설치된 구동스프링(315)을 가압한다.Since the magnet 311 is formed in the shape of a cylinder or a polygonal column and the magnet 311 is provided horizontally to the direction of travel of the vehicle, the magnet 311 can flow by acceleration of the vehicle. For example, when the vehicle rapidly accelerates, the drive spring 315 provided on the rear side of the magnet 311 is pressed by the stop inertia of the magnet 311.

이후, 차량의 급가속 상태가 종료되고 등속운동을 하는 시점에서, 상기 마그네트(311)는 후방의 구동스프링(315)에 의해 원위치로 복귀하는데, 이러한 과정에서 상기 마그네트(311)의 외주부에 설치된 발전코일(313)은 마그네트(311)의 유동에 의한 자기장 변화로부터 전기 에너지를 생성한다.The magnet 311 is returned to its original position by the driving spring 315 at the back of the motor 311. At this time, in the process of generating electricity at the outer periphery of the magnet 311, The coil 313 generates electrical energy from the change of the magnetic field due to the flow of the magnet 311.

동일한 원리로, 차량이 감속 또는 제동을 할 경우에는, 상기 마그네트(311)의 관성에 의해 마그네트의 전방에 설치된 구동스프링(315)을 가압하게 되며, 차량의 감속운동이 종료되는 시점에서 마그네트는 전방의 구동스프링(315)에 의해 원 위치로 복귀한다. 이러한 과정을 반복함으로써 상기 발전코일(313)은 지속적인 발전을 수행하는 것이다.When the vehicle decelerates or brakes with the same principle, the inertia of the magnet 311 presses the drive spring 315 provided in front of the magnet. When the deceleration motion of the vehicle is finished, And is returned to the original position by the drive spring 315 of FIG. By repeating this process, the power generation coil 313 performs continuous power generation.

이와 같이 상기 마그네트(311)의 외주부에 근접하도록 설치되는 발전코일(313)은 마그네트(311)의 유동에 따른 자기장의 변화를 수용하게 되며, 이는 발전코일(313)의 전력을 생성하도록 유도한다. 발전코일(313)에서 생성된 전력은 상기 피씨비(341)로 제공되며, 피씨비(341)는 전파정류 회로 및 정격전압 출력 회로를 포함함으로써, 발전코일(313)에서 발전된 전력을 레귤레이팅한다.The power generation coil 313 installed close to the outer periphery of the magnet 311 accommodates the change of the magnetic field due to the flow of the magnet 311 and induces power generation of the power generation coil 313. The power generated by the power generation coil 313 is supplied to the PC 341 and the PC 341 includes a full wave rectification circuit and a rated voltage output circuit to regulate the power generated from the power generation coil 313.

따라서, 상기 피씨비(341)에 연결되는 충전 배터리(343)는 정격 전압으로 충전이 가능하여 안정적인 회로를 유지한다. 상기 피씨비(341)는 충전 배터리(343)로 지속적인 충전을 제어하나, 충전 배터리(343)로 충전된 전력을 외부로 공급하기 위한 출력 제어를 수행한다.Therefore, the rechargeable battery 343 connected to the PCB 341 can be charged to a rated voltage, thereby maintaining a stable circuit. The PC 341 controls continuous charging with the rechargeable battery 343, but performs output control to supply the recharged power to the rechargeable battery 343 to the outside.

상기 피씨비(341)의 출력제어는 도 4에서 도시한 바와 같이, 마그네트(311)의 유동에 따라 발전된 전력을 충전 배터리(343)로 지속적인 충전을 수행한 후, 피씨비(341)의 출력단에 접속된 부하의 종류에 따라 간헐적인 전력을 공급제어하는 것이다. 예컨대, 본 발명에 따른 발전장치(230)가 TPMS 충전을 위한 장치로 활용될 경우, 상기 피씨비(341)는 송신코일(321)로 간헐적인 전력 송출을 제어한다.As shown in FIG. 4, the output control of the PC 341 is performed by continuously charging the electric power generated by the flow of the magnet 311 with the rechargeable battery 343, And intermittent power supply control is performed according to the type of the load. For example, when the power generation apparatus 230 according to the present invention is used as a device for charging TPMS, the PC 341 controls intermittent power transmission to the transmission coil 321.

즉, TPMS에 내설되는 배터리의 충전 용량과, 전력의 소비 용량을 기반으로 송신코일(321)로 공급되는 전력량 및 시간을 제어하거나, 상기 피씨비(341) 부하가 발광 다이오드 예컨대, 차량의 치장용 램프를 점멸제어하고자 할 경우, 상기 피씨비(341)는 지속적인 충전제어와 더불어, 야간에 운전자의 스위칭 신호에 따라 램프 점소등 제어를 수행할 것이다.
That is, it is possible to control the amount and time of the power supplied to the transmission coil 321 based on the charging capacity of the battery installed in the TPMS and the power consumption capacity of the TPMS, or the load of the PC 341 may be controlled by a light emitting diode The PC 341 will perform the lamp turn-off control according to the switching signal of the driver at night, in addition to the continuous charging control.

211 : 액슬하우징 213 : 차동기어 캐리어 어셈블리
215 : 휠 허브드럼 217 : 리프스프링
230 : 발전장치 301 : 하우징
311 : 마그네트 313 : 발전코일
315 : 구동스프링 321 : 송신코일
341 : 피씨비 343 : 충전배터리211: axle housing 213: differential gear carrier assembly
215: Wheel hub drum 217: Leaf spring
230: power generator 301: housing
311: Magnet 313: Power generation coil
315: drive spring 321: transmission coil
341: FCC 343: Rechargeable battery

Claims (6)

차량의 가속 운동 시 전력을 생산하기 위한 발전장치에 있어서,
상기 발전장치는, 상기 차량의 진행방향과 수평하게 설치되고, 차량의 제동, 감속 및 가속 상태에서 마그네트의 진동을 유도함으로써 전기에너지를 충전 제어하는 것을 특징으로 하는 가속 운동량을 이용한 차량의 발전장치.1. A power generating apparatus for generating electric power when accelerating a vehicle, comprising:
Wherein the electric power generation device is provided so as to be parallel to a traveling direction of the vehicle and performs charge control of electric energy by inducing vibration of the magnet in braking, decelerating, and accelerating states of the vehicle. 제 1 항에 있어서 상기 발전장치는,
시스템을 보호하고 차량의 임의의 위치에 고정 설치되기 위한 하우징;
상기 하우징에 내설되어 자기장을 형성하는 마그네트;
상기 마그네트의 전방 및 후방에서 탄성력을 가미하여 차량 진행방향에 따라 진동을 유도하기 위한 구동 스프링;
상기 마그네트의 외주부상으로 이격 설치되어 마그네트의 유동에 따라 전기에너지를 생성하는 발전코일; 및
상기 발전코일에서 생성된 전력을 직류 전원으로 변환하고, 이를 충전 배터리로 충방전 제어하는 피씨비(PCB)로 이루어진 것을 특징으로 하는 가속 운동량을 이용한 차량의 발전장치.The power generating apparatus according to claim 1,
A housing for protecting the system and being fixedly installed at an arbitrary position of the vehicle;
A magnet disposed in the housing to form a magnetic field;
A drive spring for applying a resilient force to the magnet in front of and behind the magnet and guiding the vibration along the traveling direction of the vehicle;
A generator coil spaced apart from the outer periphery of the magnet to generate electric energy according to the flow of the magnet; And
(PCB) for converting the electric power generated from the power generation coil into a DC power and controlling charging and discharging of the DC power by a rechargeable battery. 제 2 항에 있어서,
상기 발전장치는 TPMS(Tire Pressure Monitoring Sensor)의 전력 공급용으로 사용되며, 발전된 전기 에너지를 무선 송출하기 위한 송신코일을 더 포함하고;
상기 피시비는 일정 시간 단위로 송신코일을 구동함으로써 전력을 송출 제어하는 회로를 더 포함하며;
상기 TPMS에는 무선 송출된 전력을 수신하기 위한 수신코일을 구비하고, 수신코일로부터 전이된 전력을 TMPS 전력으로 변환하기 위한 컨버터 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 가속 운동량을 이용한 차량의 발전장치.3. The method of claim 2,
The power generation device is used for power supply of a TPMS (Tire Pressure Monitoring Sensor), and further includes a transmission coil for wirelessly sending out the generated electric energy;
The apparatus further comprises a circuit for sending and controlling power by driving a transmission coil at a predetermined time unit;
Wherein the TPMS includes a receiver coil for receiving the radio power transmitted from the TPMS and a converter circuit for converting the electric power transferred from the receiver coil into TMPS electric power. 제 2 항에 있어서,
상기 피씨비는 전파정류 회로 및 정격전압 출력 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 가속 운동량을 이용한 차량의 발전장치.3. The method of claim 2,
Wherein the FPC includes a full-wave rectification circuit and a rated voltage output circuit. 제 4 항에 있어서,
상기 피씨비의 출력제어는 상기 마그네트의 유동에 따라 발전된 전력을 충전 배터리로 지속적인 충전을 수행한 후, 상기 피씨비의 출력단에 접속된 부하의 종류에 따라 간헐적인 전력을 공급제어하는 것을 특징으로 하는 가속 운동량을 이용한 차량의 발전장치.5. The method of claim 4,
Wherein the power control of the PC is performed by continuously charging the power generated according to the flow of the magnet with the rechargeable battery and then intermittently supplying power according to the type of the load connected to the output terminal of the PC. Of the vehicle. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 마그네트는 원통형 기둥 또는 다각형 기둥구조로 성형되는 것을 특징으로 하는 가속 운동량을 이용한 차량의 발전장치.6. The method according to any one of claims 1 to 5,
Wherein the magnet is formed into a cylindrical columnar or polygonal columnar structure.
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